车辆用交流发电机的定子铁芯的制作方法

本发明涉及车辆用交流发电机的定子铁芯，尤其，涉及发电时提高定子的冷却效率并使制作变得容易的技术。

背景技术：

一般情况下，车辆的交流发电机(alternator)为安装于发动机来向车辆的各种电负荷供给电能的发电单元。交流发电机应在任何情况下，都可以始终维持满足整个车辆的电负荷和电池的充电及放电性能的相关关系的适当的功率。

虽然交流发电机在结构方面与马达的结构相同，但执行着与以往的马达通过供电来在定子(stator)形成电磁场，并设置与转子(rotor)相对应的永磁，从而通过它们的相互作用来产生动力的方式相反的工作。即，若设置有永磁的转子与车辆相连动来进行旋转，则随着转子的旋转，在卷绕有线圈的定子产生感应电动势，并生成电。

作为适用于交流发电机的定子的一例，日本公开专利平9-103052号公开了由多个条形薄板形成的定子，而这种定子层叠薄板，并实现分组化来形成平(flat)的层叠体，而在层叠体的缝隙插入卷线后，弯曲层叠体，并对两端进行焊接来形成圆筒形定子。

在这种交流发电机中，当进行发电时，产生150℃以上的高热，由此，为了进行冷却而在转子的旋转轴设置送风风扇，使得通过送风风扇的旋转来流入的空气对交流发电机进行冷却。

但是，因定子铁芯的外部面形成得较为光滑而减少与所流入的空气相接触的表面积，从而存在降低冷却效率的问题。

另一方面，在上述专利中存在如下问题：当在向层叠结合的铁芯的缝隙插入卷线的状态下，弯曲层叠体来形成为圆筒形定子时，很难在相接触并得到焊接的两端维持曲率，并形成弯曲。

并且，在上述专利中存在如下问题：由于利用层叠薄板而成的层叠体来构成定子，因此，当转子进行高速旋转时，在齿状物部分中降低基于层叠的结合力，并产生细小的缝隙，从而可以产生噪声。

现有技术文献

专利文献

(专利文献001)日本公开专利平9-103052号

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于，提供提高冷却效率的交流发电机的定子。

本发明的再一目的在于，提供容易进行加工的交流发电机的定子。

本发明的另一目的在于，提供层叠体的结合力优秀的交流发电机的定子。

根据本发明的一实施方式，提供车辆用交流发电机的定子铁芯，其特征在于，由薄板层叠而成，上述薄板包括磁轭和多个齿状物(teeth)，上述多个齿状物以规定的间隔在上述磁轭的一侧隔开并突出，上述薄板包括：第一薄板，在与上述齿状物相对应的上述薄板的另一侧部分突出地形成有散热突起；以及第二薄板，在与上述齿状物相对应的上述薄板的另一侧部分未形成有散热突起。

根据本发明的另一实施方式，提供车辆用交流发电机的定子铁芯，其特征在于，由薄板层叠而成的长方体的层叠体弯曲而成，上述薄板包括磁轭和多个齿状物，上述多个齿状物以规定的间隔在上述磁轭的一侧隔开并突出，上述薄板包括：第一薄板，在与上述齿状物相对应的上述薄板的另一侧部分突出地形成有散热突起；以及第二薄板，在与上述齿状物相对应的上述薄板的另一侧部分未形成有散热突起。

优选地，在上述散热突起的两侧分别形成有缺口(notch)，使得上述散热突起并不比上述第一薄板的外侧边缘突出。

此时，在形成齿状物宽度的相互平行的一对垂直轮廓线横穿磁轭外侧前端的每个交叉点形成有上述缺口为佳。

并且，相比于垂直轮廓线的间隔，上述缺口所形成的深度确保0.5以上的磁轭宽度为佳。

优选地，在上述第二薄板中，可以在上述另一侧部分形成有槽。

此时，在齿状物的中心线横穿磁轭外侧前端的每个中心点形成有上述第二薄板的槽为佳。

并且，相比于缺口的深度，上述第二薄板的槽形成1.5至2.0的深度为佳。

优选地，上述第一薄板和上述第二薄板可交替层叠。

优选地，可以在上述第一薄板及第二薄板的两端形成有以规定的曲率预先弯曲的弯曲部。

优选地，可以在上述齿状物的中间部分形成有向上方或下方冲压而成的突出的凹凸印(emboss)。

根据上述的结构，形成有散热突起的薄板和未形成有散热突起的薄板交替地进行层叠，从而在整体上大大增加表面积，使得所产生的热量可以通过相应的部分迅速散发，提高冷却效率。

并且，由于只要可以使薄板的两端按预先规定的曲率进行弯曲，就可以一边对另一部分进行弯曲，一边可以连续且容易地进行弯曲，因而具有便于加工的优点。

并且，由于在薄板的齿状物形成凹凸印，并通过层叠来使上下之间的薄板以在中间介入凹凸印的方式较强地进行结合，从而即使通过转子的高速旋转，也可以防止在齿状物之间产生缝隙，最终可以防止产生噪声。

附图说明

图1表示本发明实施例的定子铁芯用层叠体。

图2为沿着图1的2-2来切割的剖视图。

图3分别表示构成层叠体的薄板。

图4至图6表示薄板的详细结构。

图7表示本发明实施例的交流发电机的定子铁芯。

图8表示适用图7的铁芯的定子。

附图标记的说明

10、20：薄板 11、21：磁轭

12、22：齿状物(teeth) 13、23：缝隙

14：散热突起 15、25：缺口(notch)

16、26：弯曲部 17：虚拟线

18、28：凹凸印 24：槽

C1：中心线 C2：弯曲线

DP：深度 P1：交叉点

P2：虚拟点 P3：中心点

S：缝隙 W：垂直轮廓线

DP：深度

具体实施方式

需要注意的是，本说明书所使用的术语仅是为了说明特定实施例而使用的，并非具有限定本发明的意图。并且，除非以不同方式进行定义，包含技术性术语或科学性术语来在此使用的所有术语应被解释为具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常所理解的术语相同的含义，不应被解释为过于综合性的含义或过于缩小的含义。并且，当在本发明中所使用的技术术语为无法准确地表达本发明的思想的错误的技术术语时，应被本发明所属技术领域普通技术人员可以准确理解的技术术语代替，并得到理解。并且，本发明所使用的普通术语应根据词典所定义的内容或根据前后文脉来解释，不应被解释为过于缩小的含义。

以下，参照附图对本发明的具体的实施例进行详细说明。

在以下的说明中，“定子(stator)”是指，卷线(组)插入于缝隙的状态下的部件，“定子铁芯(stator core)”是指，卷线(组)并未插入于缝隙的状态下的圆筒形铁芯，“层叠体”是指，由多个薄板层叠而成的扁平的长方体的展开型铁芯，进行弯曲来构成定子铁芯。

图1表示本发明实施例的定子铁芯用层叠体，图2为沿着图1的2-2来切割的剖视图，图3分别表示构成层叠体的薄板，图4至图6表示薄板的详细结构。

定子铁芯用层叠体100由薄板10、20向高度方向，即，附图中的垂直方向层叠而成，上述薄板10、20包括磁轭11、21和多个齿状物12、22，上述多个齿状物12、22以规定的间隔在磁轭11、21的一侧隔开并突出。

在齿状物12、22的端部形成有制动器(shoe)12a、22a，上述制动器12a、22a具有扩张的宽度，在齿状物12、22之间形成有缝隙13、23，在上述缝隙13、23插入有卷线(组)。

参照图3，在薄板10、20的两端中，由规定部分，假设包括1～2个齿状物12、22的部分以规定的曲率发生弯曲，从而形成弯曲部16、26。

根据这种结构，在由薄板10、20层叠而成的层叠体100中，在缝隙13、23插入卷线(组)的状态下，当弯曲长方体的层叠体100来形成为圆筒形状时，因两端为结束弯曲的地点，因此，很难一边与其他部分维持相同的曲率，一边进行弯曲。因此，如这种实施例，具有如下优点：若以预先规定的曲率弯曲两端，则可以一边弯曲另一部分，一边可以连续容易地进行弯曲。

在上述实施例中，层叠体100由薄板10、20交替地进行层叠而成，但本发明并不局限于此，可以进行多种变形，而对此将进行后述。

参照图3的(a)部分的放大的圆，在与薄板10中向一侧(内侧)突出的齿状物12相对应的薄板10的另一侧(外侧)部分形成有散热突起14。

形成有散热突起14的部分并不以如图3的(a)部分所示的方式进行限制，但由于在卷绕有线圈的齿状物12中产生最多的热量，因此，优选地，为了有效地处理所产生的热量，应在齿状物12的相反侧部分形成散热突起14。

散热突起14可以在其两侧形成缺口(notch)15，而随着具有这种结构，如图3的(a)部分的放大的圆所示，既可以不会比延伸薄板10的外侧边缘的虚拟线17更为突出，又可以形成散热突起14。

在此，缺口15、25用于在弯曲层叠体100时可以有效且容易地进行弯曲。即，如图4所示，在形成齿状物12、22的宽度的相互平行的一对垂直轮廓线W横穿磁轭11、21的外侧前端的每个交叉点P1形成缺口15、25。

这种缺口15、25从交叉点P1向内侧凹入，来形成磁轭11、21的宽度。磁轭11、21的宽度为从缺口15、25的凹入地点至垂直轮廓线W横穿内侧前端的虚拟点P2为止的距离，根据本发明，优选地，相比于作为齿状物12、22的宽度的垂直轮廓线W的间隔，缺口15、25形成为确保0.5以上的宽度的深度DP。

例如，当假设在齿状物12、22的宽度中，相互平行的部位的间隔(宽度)为3.6mm，磁轭11、21的外侧前端、内侧前端之间的间隔为3.8mm时，缺口15、25的深度DP最多形成至2.0mm为佳。

若使缺口15、25的深度形成为2.0mm以上，则虽然使弯曲应力实现最小化，但因磁轭11、21的宽度变窄而导致向外部释放在线圈流动的磁场或引起干涉现象，从而降低发电效率。

在此，如图5所示，缺口15、25应考虑基于弯曲的应力来形成为圆形或椭圆形的曲线(Profile)，且上述曲线的中心以齿状物12、22的垂直轮廓线W为起点来形成为佳。

即，当按圆形弯曲层叠有铁芯板10的铁芯块时，以弯曲线C2为准，在外侧发生拉伸应力，在内侧发生压缩应力，并发生变形。

若这种缺口15、25以曲线的中心为垂直轮廓线W的起点来形成内侧或外侧，则在进行弯曲时，不仅引起齿状物12、22的变形，而且无法按准确的角度发生变形。

因此，为了防止在进行弯曲时发生的压缩应力向齿状物12、22传递，并使缺口15、25以与齿状物12、22的数量相对应的准确的角度α发生变形，优选地，以垂直轮廓线W为起点形成使缺口15、25的曲线的中心。

不同于这种实施例，也可以不形成缺口15而使散热突起14比薄板10的外侧边缘更突出。

参照图3的(b)部分，在薄板20中，在与向一侧突出的齿状物22相对应的薄板20的另一侧部分并不形成散热突起。在上述实施例中，代替散热突起来形成向内侧凹陷的槽24。

槽24用于确保空间，使得通过缺口25来设置的散热突起14向外部露出，因此，根据所形成的位置和形状及尺寸来决定散热性能。即，如图6所示，在齿状物22的中心线C1横穿磁轭21的外侧前端的每个中心点P3形成有槽24，而相比于缺口25的深度，上述槽24形成为1.5至2.0的深度为佳。

例如，优选地，由于在齿状物22的宽度中相互平行的部位的间隔(宽度)为3.6mm，磁轭11的外侧前端、内侧前端之间的间隔为3.8mm，因此，在形成缺口25的深度DP为2.0mm的情况下，槽24形成为3.0～4.0mm的深度DP。

若槽24的深度形成为3.0mm以下，则因散热突起14的露出部位少而降低散热性能，若槽24的深度形成为4.0mm以上，则因在进行弯曲时，向齿状物22施加应力而导致变形。

在此，如图6所示，槽24应考虑基于缺口25的散热突起14的形状而形成为圆形或椭圆形的曲线(Profile)，且上述曲线的中心以齿状物22的中心线C1为起点为佳。

即，若在除中心线C1之外的位置形成槽24的曲线的中心，则当进行弯曲时，不仅无法以准确的角度进行变形，而且因散热突起14的不均衡的露出而妨碍在表面流动的空气，从而最终降低散热性能。因此，优选地，为了解决这种问题，以齿状物22的中心线C1为起点形成槽24的曲线的中心。

不同于这种实施例，不仅可以在缺口25之间不形成槽24而以扁平的方式形成，而且可以形成槽24来与散热突起14相关地增加向散热突起14的外部露出的表面积。

如上所述，在上述实施例中，形成有散热突起14的薄板10和未形成有散热突起14的薄板20交替地进行层叠。其结果，以如图2所示的方式在相应的部分中形成层叠体100的切割面的曲线，而在一层中可以通过散热突起14来突出，在另一层中通过槽24来凹陷，从而在整体上大大增加表面积，由此可以通过相应的部分来迅速进行释放，并提高冷却效率。

薄板10和薄板20的层叠可以无需与上述实施例一样交替地形成而以不规则的方式形成。假设，可以由一层的薄板10和两层以上的薄板20交替地层叠或以相反的排列方式层叠，并且可以由薄板10和薄板20不具有规则性而任意层叠。

只不过，在散热突起14相邻的情况下，在它们之间不形成空间，因此，以不相邻的方式层叠是非常重要的。

参照图3的(a)部分和图3的(b)部分，在齿状物12、22的中间部分形成有向下方得到冲压并突出的凹凸印(emboss)18、28。

如上所述，在使用由薄板10、20层叠而成的层叠体100来构成定子的情况下，当转子进行高速旋转时，可以在最接近转子的齿状物12、22部分中降低由层叠引起的结合力，并产生细小的缝隙，从而可以产生噪声。

根据上述实施例，由于可以容易地在长方体的层叠体100插入卷线(组)，因此，可以在相同面积的缝隙13、23插入更多的卷线，从而增加线圈占空系数(coil space factor)。结果，在插入相同数量的卷线的情况下，可以减少缝隙13、23的面积，并可以相对增加齿状物12、22的宽度。

在这种情况下，即使在薄板10、20的齿状物12、22形成凹凸印18、28，也不会对系统效率产生影响，并且，如图2所示，通过层叠，上下之间的薄板10、20在中间介入凹凸印18、28来强有力地结合，从而即使因转子的高速旋转也不会在齿状物12、22之间产生缝隙，结果，可以防止产生噪声。

参照图2，在上述实施例中，以凹凸印18、28向下方冲压并得到突出为例进行了说明，但也可以同样适用向上方冲压并得到突出。

图7表示本发明实施例的交流发电机的定子铁芯200，图8表示适用图7的铁芯的定子300。

如上所述，在缝隙13、23插入有卷线(组)的状态下，层叠体100利用特殊的夹子来进行弯曲，并在两端相互啮合的状态下通过焊接来结合。

在图7中，省略了所插入的卷线，只表示了定子铁芯200，而在两端相啮合来得到焊接的部分形成有模(seam)缝线210。

放大的圆作为对C进行放大的，示出散热突起14和槽24交替地进行层叠，并大大增加向外部露出的表面积。

结果，如图8所示，制作出卷线250插入于缝隙13、23的定子300。

只要是本发明所属技术领域的普通技术人员，就可以在不脱离本发明的本质特性的范围内对上述的内容实施多种修改及变形。因此，本发明所公开的实施例并不用于限制本发明的技术思想，而是用于说明本发明的技术思想，本发明的技术思想的范围并不会因这种实施例而受到限制。本发明的保护范围应通过发明要求保护范围来解释，而且，与其相同范围内的所有技术思想应被解释为包含于本发明的保护范围。